火災是船舶喪失生命力的主要因素,火災探測和預警的越及時,船舶損毀和人員傷亡的機率就越小。鑒于視頻監(jiān)控攝像頭在安防方面的廣泛應用,以及基于視頻火焰具有的特定顏色、形狀和紋理特征,視頻火焰探測已成為火災預警的重要研究方向。綜合應用視覺傳感器的視覺特性和紅外傳感器的熱輻射特性進行火焰的多特性研究與探測預警,具有反應速度快、火災檢測準確率高等特點。因此,開展多傳感器融合的火焰探測研究以提高火災檢測的準確率具有重要意義。本文依托工信部高技術(shù)船舶科研計劃項目,針對船舶火災復雜多變的難題,著重研究了船舶火災模型、火災運動前景分割、火焰特性分析和多傳感器視頻火焰檢測等技術(shù)。研究結(jié)果具有可實施性,并在視頻火災探測系統(tǒng)中得到了驗證。本文重點工作內(nèi)容總結(jié)如下:(1)船舶艙室火災特性和模型分析。細化艙室火災類型,著重研究高發(fā)火災的火焰特性,對艙室火焰的溫度變化、形狀變化、熱輻射和運動特性進行分析,給出火焰的運動學模型和經(jīng)驗模型。由火災特征的多樣性分析,引出多傳感器火災探測的重要性和必要性這一結(jié)論。(2)常用視頻火焰探測技術(shù)研究。針對單一火焰檢測方法應用范圍的狹隘性,給出不同火焰特性下的檢測技術(shù)分析。顏色特性方面,采用多尺度顏色模型提取靜態(tài)前景;運動特性方面,采用高斯混合模型提取動態(tài)感興趣區(qū)域;紋理特性方面,采用擴展局部二值模式結(jié)合離散小波變換的方法提取火焰的能量特性。綜合這三個方面研究,給出了火焰檢測中疑似火焰感興趣區(qū)域提取的方法步驟。(3)多傳感器火焰特征分析和探測。針對單一傳感器,火焰探測能力不足的情況,提出多傳感器火焰探測方法。可見光范圍內(nèi),火焰的空間差異、中心估計、動態(tài)特征和紋理特征采用極限向量機(ELM)融合輸出,并結(jié)合分類器,求得火焰的探測概率。紅外光范圍內(nèi),針對火焰的灰度空間差異、差異變異系數(shù)和邊界框混亂度,提出了局部火焰危險性概率模型,并實現(xiàn)對火焰的探測。在此基礎(chǔ)上,融合可見光火焰探測概率和紅外火焰概率模型得到全局火焰分類器模型。(4)架構(gòu)并實現(xiàn)火焰探測系統(tǒng),使用此系統(tǒng)同時處理可見光和紅外火焰視頻幀并融合探測,結(jié)果驗證了此探測方法的可實施性和較好的可靠性。
【學位單位】：江蘇科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP212;U664.88
【部分圖文】：

們采用了結(jié)合可見光和紅外圖像的多傳感器數(shù)據(jù)來檢測火災火焰。文的研究內(nèi)和結(jié)構(gòu)安排本文的研究內(nèi)容文在現(xiàn)有的可視光視頻火災火焰探測算法研究的基礎(chǔ)上，提出了改火焰探測算法。具體研究如下：首先，對可視光和紅外視頻幀，采除法檢測運動或熱運動對象，去掉靜態(tài)背景，提取動態(tài)疑似火焰前可視光視頻幀的顏色特征、動態(tài)特征和紋理特征作分析，提取出候并采用極限學習機融合特征探測可見光火焰。對于分辨率較為模糊火焰，可視光特征分析方法不大適用，因而，著重關(guān)注混亂度、空特性三個方面，使用局部危險性模型融合特征探測紅外火焰。最后視光和紅外候選火焰區(qū)域的基礎(chǔ)下，配準可視光和紅外圖像，采用焰危險模型融合兩種傳感器的探測結(jié)果，綜合判定識別火災火焰區(qū)主要流程如圖 1.1。

2 章 船舶艙室的火災類型及其運動學模型的火災類型的發(fā)生往往帶來不可預知的嚴重后果。因此，預防或者及重，那么該如何預防火災呢？這需要我們對火災的不同室的火災類型）以及其運動模型有一個深入的了解，才能發(fā)生時及時探測，及時滅火，保障船舶和人員的安全。類似于陸地上的常規(guī)建筑火災，即受限空間的火災。多發(fā)艙室、客艙、臥室、衛(wèi)生艙室、餐廳艙室和會議艙室等這圖 2.1 為某一類具有自然通風的常規(guī)火災類型。

江蘇科技大學工學碩士學位論文燃火熱源點燃所導致的，圖 2.2 為噴射火示意圖。一般而言，主要發(fā)生在機室里，如機爐艙、齒輪箱艙、舵艙、輔機艙、修理艙和其他有設(shè)備的艙室。分船舶火災都是發(fā)生在這些區(qū)域，主要是這些區(qū)域環(huán)境多是高溫且與易燃液近。主要的可燃物有高壓燃油、潤滑油、引擎用油、油氣和清潔溶劑。主要火熱源有過熱的電氣設(shè)備線、設(shè)備及修理時的高溫焊接和切割。
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